一种运动状态确定方法及装置制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种运动状态确定方法及设备，属于传感器领域。该方法包括：根据来自传感器的测量数据确定速度网格W

【技术实现步骤摘要】
一种运动状态确定方法及装置
本申请涉及传感器
，尤其涉及一种运动状态确定方法及装置。
技术介绍
在先进驾驶辅助系统(advanceddriverassistantsystem，ADAS)或者自动驾驶(autonomousdriving，AD)系统中通常配置多种传感器，例如雷达、声纳、超声波传感器、视觉传感器如摄像头等，用于感知周边环境及目标信息。利用上述传感器获取的信息，可以实现对周边环境及物体的分类、识别以及跟踪等功能。上述传感器的平台可以是车载、舰载、机载或者星载系统等。这些传感器配置于传感器平台上，可提供移动设备周围的相对参考系运动的目标或相对参考系静止的目标的测量数据，所述参考系可以是大地或者相对于大地的惯性坐标系等。例如，相对参考系运动的目标可以为车辆和行人等。相对参考系静止的目标可以为障碍物、护栏、路沿、灯杆、周围的树木和建筑物等。测量数据可包括目标相对于传感器的距离、目标相对于传感器的方位角、目标相对于传感器的俯仰角、目标相对于传感器的径向速度和目标相对于传感器的散射截面积中的一种或多种。相对于固定位置的传感器，配置于可移动设备上的传感器的运动将造成以下诸多影响：第一方面，相对参考系运动的目标和相对参考系静止的目标通常采用不同的方法分析和处理，对相对参考系运动的目标通常需要分类、识别和跟踪。对相对参考系静止的目标通常需要分类和识别，为自动驾驶提供额外信息，如规避障碍物、提供可行驶区域等。传感器的运动将导致无法区分相对参考系运动的目标和相对参考系静止的目标，进而不能对相对参考系运动的目标和相对参考系静止的目标采用不同的方法分析和处理；第二方面，对相对参考系运动的目标的跟踪通常基于模型，传统的目标运动模型通常假定相对地面或者大地坐标系，传感器的运动将导致上述传统模型失效或者跟踪性能下降。因此，有必要估计传感器的运动状态特别是其速度，以补偿上述影响。在现有技术中，获取传感器的运动状态的方式包括：(1)利用全球卫星导航系统(globalnavigationsatellitesystem，GNSS)例如全球定位系统(globalpositioningsystem，GPS)卫星可以得到本车的位置，根据多个时刻的具体位置即可得到本车的运动状态。但是民用GNSS的精度较低，一般在米量级，因此通常存在较大误差。(2)通过移动设备上的惯性测量单元(inertialmeasurementunit，IMU)来测量传感器的速度矢量。然而IMU测量的速度矢量通常基于加速度计测量的加速度得到，测量误差会随时间累积，此外，易受电磁干扰的影响。因此，如何准确地确定传感器的运动状态特别是速度矢量是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种运动状态确定方法及设备，能够准确地确定传感器的运动状态。第一方面，本申请实施例提供了一种运动状态确定方法，该方法包括：根据来自传感器的测量数据确定速度网格W1中网格单元的权重，其中，该速度网格W1包含多个网格单元，该多个网格单元中的每个网格单元对应一个速度矢量，每个速度矢量包括至少一个速度分量，该测量数据包括速度测量值；根据网格单元的权重确定传感器的运动状态，该传感器的运动状态包括传感器的速度矢量，该传感器的速度矢量包括至少一个速度分量。基于第一方面所描述的方法，可根据传感器的测量数据准确地确定传感器的速度矢量。可选的，该传感器的运动状态除了包括传感器的速度矢量之外，还可以进一步包括传感器的位置。例如，可以以指定的时间起点或者初始位置作为参考，根据速度矢量和时间间隔得到该传感器的位置。作为一种可选的实施方式，速度网格W1是根据分辨单元大小以及参考速度矢量中的至少一个确定的。具体地，速度网格W1是根据参考速度矢量和速度网格W1的各个维度方向的分辨单元大小中的至少一个确定的。可选的，速度网格W1可根据分辨单元大小以及参考速度矢量中的至少一个，以及根据分辨单元数量、速度分量的最小速度以及速度分量的速度范围中的至少一个确定。具体地，速度网格W1是根据参考速度矢量和速度网格W1的各个维度方向的分辨单元大小中的至少一个，以及速度网格W1的各个维度方向的分辨单元数量、速度网格W1的各个速度分量的最小速度以及速度网格W1的各个速度分量的速度范围中的至少一个确定。可选的，速度网格W1可以用于确定传感器的速度矢量，此时速度网格W1的网格单元对应传感器的候选速度矢量；速度网格W1也可以用于确定传感器测量的相对于参考系静止的目标的速度，此时速度网格W1的网格单元对应相对于参考系静止的目标的候选速度矢量。例如，以车载或者无人机机载传感器为例，该参考系可以是大地坐标系，或者相对于大地匀速运动的惯性坐标系，相对于参考系静止的目标可以是周边环境中的物体，例如护栏、道路边沿、灯杆、建筑物等。作为一种可选的实施方式，根据网格单元的权重确定传感器的速度矢量的具体实施方式为：根据速度网格W1的第一网格单元确定传感器的运动状态，该速度网格W1的第一网格单元为速度网格W1中权重最大的网格单元，或者，该速度网格W1的第一网格单元为速度网格W1中权重最大的网格单元的邻域中与参考速度矢量最接近的网格单元，或者，该速度网格W1的第一网格单元为速度网格W1的多个极大权重网格单元中对应的速度矢量与一个参考速度矢量最接近的网格单元。其中，该极大权重网格单元可以为权重大于阈值的网格单元，或者，该极大权重网格单元可以为权重大小排序在预设位置之前的网格单元。基于该可选的实施方式，根据速度网格W1的第一网格单元对应的速度矢量能够准确地确定传感器的运动状态。作为一种可选的实施方式，根据来自传感器的测量数据确定速度网格W1中网格单元的权重的具体实施方式为：根据第n个测量数据确定第二网格单元(i，j)，并根据加权增量或者加权因子对第二网格单元(i，j)进行加权，其中，第二网格单元(i，j)对应的速度矢量满足或者，根据第n个测量数据确定第二网格单元(i，j，k)，并根据加权增量或者加权因子对第二网格单元(i，j，k)进行加权，其中，第二网格单元(i，j，k)对应的速度矢量满足其中，θn为第n个测量数据包括的方位角测量值，为第n个测量数据包括的俯仰角测量值，为第n个测量数据包括的径向速度测量值，vx(i)为第二网格单元对应的速度矢量在x轴的分量，vy(j)为第二网格单元对应的速度矢量在y轴的分量，vz(k)为第二网格单元的速度矢量在z轴的分量，T1和T2为非负门限值。基于该可选的实施方式，可只对第二网格单元进行加权，忽略其它低概率的网络单元，可以有效减少需要计算加权增量或者加权因子的网格单元，从而有效降低计算量。作为一种可选的实施方式，根据来自传感器的测量数据确定速度网格W1中网格单元的权重的具体实施方式为：根据第n个测量数据确定第二网格单元(i，j)，并根据加权增量或者加权因子对第二网格单元(i，j)进行加权，其中，第二网格单元(i，j)对应的速度矢量满足或者，根据第n个测量数据确定第二网格单元(i，j，k)，并根据加权增量或者加权因子对第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运动状态确定方法，其特征在于，所述方法包括：/n根据来自传感器的测量数据确定速度网格W

【技术特征摘要】
1.一种运动状态确定方法，其特征在于，所述方法包括：
根据来自传感器的测量数据确定速度网格W1中网格单元的权重，其中，所述速度网格W1包含多个网格单元，所述多个网格单元中的每个网格单元对应一个速度矢量，每个所述速度矢量包括至少一个速度分量，所述测量数据包括速度测量值；
根据所述网格单元的权重确定所述传感器的运动状态，所述传感器的运动状态包括所述传感器的速度矢量，所述传感器的速度矢量包括至少一个速度分量。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述速度网格W1是根据分辨单元大小以及参考速度矢量中的至少一个确定的。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述速度网格W1还根据分辨单元数量、速度分量的最小速度以及速度分量的速度范围中的至少一个确定。


4.根据权利要求1～3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述网格单元的权重确定所述传感器的运动状态，包括：
根据所述速度网格W1的第一网格单元确定所述传感器的运动状态，所述速度网格W1的第一网格单元为所述速度网格W1中权重最大的网格单元，或者，所述速度网格W1的第一网格单元为所述速度网格W1中权重最大的网格单元的邻域中与参考速度矢量最接近的网格单元，或者，所述速度网格W1的第一网格单元为所述速度网格W1的多个极大权重网格单元中对应的速度矢量与一个参考速度矢量最接近的网格单元。


5.根据权利要求1～4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据来自传感器的测量数据确定速度网格W1中网格单元的权重，包括：
根据第n个测量数据确定第二网格单元(i，j)，并根据加权增量或者加权因子对所述第二网格单元(i，j)进行加权，其中，所述第二网格单元(i，j)对应的速度矢量满足

或者，
根据第n个测量数据确定第二网格单元(i，j，k)，并根据加权增量或者加权因子对所述第二网格单元(i，j，k)进行加权，其中，所述第二网格单元(i，j，k)对应的速度矢量满足



其中，所述θn为第n个测量数据包括的方位角测量值，所述为第n个测量数据包括的俯仰角测量值，所述为第n个测量数据包括的径向速度测量值，所述vx(i)为所述第二网格单元对应的速度矢量在x轴的分量，所述vy(j)为所述第二网格单元对应的速度矢量在y轴的分量，所述vz(k)为所述第二网格单元的速度矢量在z轴的分量，所述T1和所述T2为非负门限值。


6.根据权利要求1～5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述速度网格W1中的网格单元的加权增量或者加权因子为预设值，或者，所述速度网格W1中的网格单元的加权增量或者加权因子为根据第n个测量数据确定的值，或者，所述速度网格W1中的网格单元的加权增量或者加权因子为根据所述第n个测量数据、预设目标类型对应的散射面积的分布确定的值。


7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述速度网格W1的第一网格单元为所述速度网格W1中权重最大的网格单元；
所述速度网格W1中具有多个权重最大的网格单元时，所述速度网格W1的第一网格单元为所述多个权重最大的网格单元中对应的速度矢量最大的网格单元；或者，
所述速度网格W1中具有多个权重最大的网格单元时，所述速度网格W1的第一网格单元为所述多个权重最大的网格单元中对应的速度矢量与参考速度矢量最接近的网格单元。


8.根据权利要求4或7所述的方法，其特征在于，所述根据所述速度网格W1的第一网格单元确定所述传感器的运动状态，包括：
确定所述速度网格W1的第一网格单元对应的速度矢量为所述传感器的速度矢量。


9.根据权利要求4或7所述的方法，其特征在于，所述根据所述速度网格W1的第一网格单元确定所述传感器的运动状态，包括：
确定速度网格Wm的第一网格单元，其中，所述速度网格Wm包括多个网格单元，所述速度网格Wm的每个网格单元对应一个速度矢量，所述速度网格Wm的每个网格单元对应的速度矢量包括至少一个速度分量，所述速度网格Wm根据参考速度矢量以及所述速度网格Wm各个维度的分辨单元大小确定，所述参考速度矢量为速度网格Wm-1的第一网格单元对应的速度矢量，所述速度网格Wm的分辨单元大小小于或等于速度网格Wm-1的分辨单元大小，所述速度网格Wm的第一网格单元根据所述速度网格Wm中网格单元的权重确定，所述速度网格Wm的网格单元的权重根据所述传感器的测量数据确定，其中，m＝1,2,…,M，M为整数；
确定所述速度网格WM的第一网格单元对应的速度矢量为所述传感器的速度矢量。


10.根据权利要求1～9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述传感器的速度矢量从所述测量数据中确定相对参考系静止的目标的测量数据。


11.根据权利要求4或7所述的方法，其特征在于，所述根据所述速度网格W1的第一网格单元确定所述传感器的运动状态，包括：
根据所述速度网格W1的第一网格单元对应的速度矢量从所述测量数据中确定相对参考系静止的目标的测量数据；
根据所述相对参考系静止的目标的测量数据确定所述传感器的速度矢量。


12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述根据所述相对参考系静止的目标的测量数据确定所述传感器的速度矢量，包括：
确定速度网格Wm的第一网格单元，其中，所述速度网格Wm包括多个网格单元，所述速度网格Wm的每个网格单元对应一个速度矢量，所述速度网格Wm的每个网格单元对应的速度矢量包括至少一个速度分量，所述速度网格Wm根据参考速度矢量以及所述速度网格Wm各个维度的分辨单元大小确定，所述参考速度矢量为速度网格Wm-1的第一网格单元对应的速度矢量，所述速度网格Wm的分辨单元大小小于或者等于速度网格Wm-1的分辨单元大小，所述速度网格Wm的第一网格单元根据所述速度网格Wm中网格单元的权重确定，所述速度网格Wm的网格单元的权重根据最新确定的相对参考系静止的目标的测量数据确定，所述最新确定的相对参考系静止的目标的测量数据是根据速度网格Wm-1的第一网格单元对应的速度矢量确定的，其中m＝1,2,…,M，M为整数；
确定所述速度网格WM的第一网格单元对应的速度矢量为所述传感器的速度矢量。


13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，根据以下测量方程确定所述传感器的速度矢量



其中，所述为第k个相对参考系静止的目标的径向速度测量值，所述为径向速度测量误差，所述vs为所述传感器的速度矢量，所述vs为2维矢量，所述hk＝[cosθksinθk]；或者，所述vs为3维矢量，所述其中，所述θk为第k个相对参考系静止的目标的方位角测量值，所述为第k个相对参考系静止的目标的俯仰角测量值。


14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，根据所述测量方程确定传感器的速度矢量，包括：
根据所述测量方程，基于最小二乘方法和/或序贯分块滤波得到所述传感器的速度矢量。


15.一种运动状态确定装置，其特征在于，所述运动状态确定装置包括：
第一处理模块，用于根据来自传感器的测量数据确定速度网格W1中网格单元的权重，其中，所述速度网格W1包含多个网格单元，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建国，王绪振，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44